В деревообрабатывающей, биоэнергетической и бумажной промышленности измерение уровня в силосах для древесных опилок долгое время представляло значительные трудности. Этот, казалось бы, простой материал представляет три основных подводных камня для измерения уровня:
Проблемы измерения: 1. Пылевые помехи: Мелкая древесная пыль создает «туман измерения» во время транспортировки, летящая пыль затрудняет измерение уровня древесной щепы.
2. Изменяющийся угол естественного откоса: колебания от 35° до 55° в зависимости от содержания влаги.
3. Низкая диэлектрическая проницаемость (ε≈1,8-2,5), что приводит к слабому отражению сигнала
4. Явление мостового соединения: переплетение волокон создает полости и ложные сигналы уровня.
Переплетение волокон приводит к образованию полостей и ложных сигналов
Ограничения традиционных технологий измерения уровня - Ультразвуковые датчики уровня:
Пыль поглощает акустические волны, вызывая дрейф измерений >15%
При скоплении опилок зазоры становятся относительно большими, а эффективность измерения
ультразвуковым уровнемером снижается.
- Погружные датчики давления:
Волокна древесины запутываются в датчиках, что приводит к необратимым повреждениям. Погружные датчики давления используются для измерения уровня жидкостей, таких как вода, дизельное топливо, мазут, и не подходят для древесной щепы.
Радиолокационный уровнемер 80 ГГц: революция в измерении древесной щепы
Использование технологии частотно-модулированной непрерывной волны (FMCW) с высокочастотными микроволнами 78-82 ГГц. Длина волны 3,6 мм (треть обычного радара 26 ГГц) в сочетании с узким углом луча 12° обеспечивает точную фокусировку:
1. Высокочастотные микроволны проникают сквозь пылевые облака
2. Узкий луч позволяет избежать помех от стен
3. Алгоритм динамического отслеживания поверхности обрабатывает неровные поверхности
4. Технология усиления эха компенсирует слабые отражения
|
Parameter
|
Ultrasonic
|
26GHz Radar
|
80GHz Radar
|
|
Dust Penetration
|
≤30%
|
≤50%
|
≤85%
|
|
Beam Angle
|
12°-15°
|
20°
|
3°-12°
|
|
Min. Dielectric Constant
|
N/A
|
≥2.0
|
≥1.5
|
|
Bridging Detection
|
None
|
Limited
|
Intelligent
|
Основные технические характеристики датчика уровня древесной щепы: - Диапазон частот: 78-82 ГГц (λ=3,6 мм)
-Максимальный уровень бункера может достигать 120 м
- Точность: ±2 мм (даже в силосах высотой 10–20 м)
- Регулируемый угол луча: 3°/6°/12° (настраивается программно)
- Температура процесса: -40~200°C (с интерфейсом продувки воздухом)
- Материалы антенны: фторопластовая герметизация/керамика (против засорения)
- Обработка сигнала: 64 спектра/сек + распознавание эхо-образов с помощью искусственного интеллекта
- Выход 4-20 мА, опция с HART и MODBUS RTU
- Универсальный угол регулировки фланца, подходит для измерения твердых тел, размер фланца может быть 3”, 4”, 5”, 6” и 8 дюймов.
Фланец карданного подвеса для измерения щепы из цельной древесины
Промышленное исследование:
Электростанция на биомассе, созданная после внедрения радара с частотой 80 ГГц:
1. Стабильность измерений увеличилась с 68% до 99,2%
2. Ежегодная экономия на обслуживании: 400 000 юаней
3. Использование силоса улучшилось на 22%
4. Устранены простои, связанные с перекрытием
